Фильтрующий конус из полифениленэфирной смолы (PPO), промывочный цилиндр для очистки, двухкомпонентный.

Полифениленэфирная смола (PPO) — это термопластичная смола, относящаяся к пяти основным конструкционным пластикам. Она обладает превосходными физико-механическими свойствами, термостойкостью и электроизоляционными характеристиками. Низкая гигроскопичность, высокая прочность, хорошая стабильность размеров и сопротивление ползучести при высоких температурах являются лучшими среди всех термопластичных конструкционных пластиков.

В настоящее время модификация путем смешивания является важной мерой модификации полифениленовых эфиров. Модификация путем смешивания обладает превосходными комплексными характеристиками и широко применяется во многих областях, таких как автомобильная промышленность, электроника и электротехника, офисная техника, прецизионные приборы и текстильное оборудование.

Особенно в индустрии высокопроизводительных печатных плат полифениленовый эфир имеет значительные перспективы применения.

В качестве компонента для смешивания он эффективно улучшает недостатки обычных подложек печатных плат, такие как кольцевые водородные связи и фенольные смолы, обладающие плохими диэлектрическими свойствами, низкой термостойкостью, высоким коэффициентом теплового расширения и низкой влагостойкостью. В частности, низкомолекулярные смолы не только улучшают смачиваемость смолы, обеспечивают пропитку при комнатной температуре и значительно повышают текучесть смолы в процессе формования, но и не требуют предварительной функционализации сырья. При модификации эпоксидных смол с меньшей молекулярной массой они могут относительно быстро растворяться в жидкой эпоксидной смоле при определенной температуре, получая систему с соответствующей вязкостью, улучшая пропитку армирующих материалов и повышая текучесть клеевых листов, что позволяет получить эпоксидную смолу с высоким содержанием и хорошими технологическими свойствами. Отвержденная система обладает лучшей термостойкостью, диэлектрическими свойствами и трещиностойкостью.

Поэтому получение полифениленового эфира высокой чистоты и низкой молекулярной массы имеет большое практическое значение.

Анализ существующих процессов фильтрации и промывки полифениленэфирной смолы (PPO).

После отделения полифениленового эфира его необходимо отфильтровать и промыть перед поступлением в сушилку. Требования к процессу: 1. Общее содержание летучих веществ в фильтрационной осадке должно быть снижено до менее 60% от общей массы фильтрационной осадки, а содержание хорошего растворителя (например, толуола) — до 10% от общей массы фильтрационной осадки. При содержании растворителя менее 10% избыточное содержание хорошего растворителя приведет к прилипанию полифениленового эфира к внутренним стенкам сушилки в процессе сушки, что приведет к снижению эффективности сушки и даже повреждению сушилки. 2. Необходимо минимизировать разрушение частиц в процессе фильтрации и промывки, особенно следует контролировать содержание частиц размером менее 100 мкм в пределах 15%, поскольку слишком большое количество мелкодисперсного порошка увеличит вероятность пылевого загрязнения и пылевого взрыва в последующих процессах обработки.

В предшествующих технических решениях процесс постобработки полифениленового эфира обычно включает следующие этапы: разделение твердой и жидкой фаз (фильтрация) → диспергирование и очистка (обычно диспергирование путем перемешивания) → вторичное разделение твердой и жидкой фаз (повторная фильтрация) → сушка и другие этапы. В большинстве случаев требуется не менее 2-3 циклов разделения твердой и жидкой фаз (фильтрация), 1-2 циклов диспергирования и очистки, 1-2 циклов сушки. Этот процесс требует большого количества оборудования и длительного времени обработки (время диспергирования > 10 мин), имеет низкую эффективность и высокую степень разрушения частиц. Трудно гарантировать, что степень разрушения частиц не увеличится при условии максимально возможного снижения концентрации хороших растворителей (таких как толуол).

Кроме того, для снижения содержания хорошего растворителя в фильтрационной осадке часто достигается увеличением количества промывок, увеличением количества метанола, продлением времени промывки и увеличением интенсивности перемешивания.

В результате возникают следующие проблемы: длительное время обработки материала, низкая эффективность и увеличение процента разрушения, что приводит к высокому содержанию мелкодисперсного порошка. Таким образом, в известных ранее методах существует противоречие между снижением концентрации хорошего растворителя (толуола) и уменьшением содержания мелкодисперсных частиц в полифениленовом эфире.

Технический анализ двух конических фильтров и одного фильтра в процессе фильтрации под давлением и промывки полифениленэфирной смолы (PPO).

В настоящее время технологический процесс разрознен, и используется много оборудования. Производственный процесс, осуществляемый на нескольких установках, можно объединить в конический фильтр «два в одном», после чего производство будет проводиться поэтапно: разделение твердой и жидкой фаз осуществляется на одной установке, затем многократно проводятся диспергирование и очистка, и, наконец, сушка. В процессе диспергирования и очистки удается избежать проблемы чрезмерного измельчения материалов, вызванной усиленным массопереносом и перемешиванием, и одновременно обеспечивается непрерывность производства.

В течение всего производственного процесса отсутствует вторичная перекачка материалов, что позволяет сэкономить время, затрачиваемое на перекачку материалов. Как правило, перекачка материалов в обычном производстве не занимает много времени, но в реальном производстве всегда возникают проблемы с засорением трубопровода материалами, что затягивает весь производственный цикл.

(1) Процесс разделения твердой и жидкой фаз

Разделение твердой и жидкой фаз проводится на суспензионной жидкости для получения фильтрационного осадка полифениленэфира. Процесс разделения осуществляется методом фильтрации под давлением; при фильтрации под давлением в процессе разделения твердой и жидкой фаз удается избежать кипения низкокипящих растворителей. Толщина фильтрационного осадка полифениленэфира контролируется в диапазоне 10–50 мм, и для достижения высокой эффективности фильтрации используется метод фильтрации тонкого фильтрационного осадка.

(2) Процесс очистки

Фильтрационный осадок, полученный в процессе разделения твердой и жидкой фаз, распыляется и очищается чистящей жидкостью, при этом распыленная чистящая жидкость одновременно удаляется; путем регулирования количества чистящей жидкости, ее температуры и давления очистки можно добиться более эффективного промывания.

(3) Предварительная сушка

В процессе предварительной сушки можно использовать традиционные методы сушки, такие как сушка с продувкой газом или центрифужная сушка, для удаления растворителя с поверхности фильтрационного осадка. Метод продувки газом и сушки, например, предполагает использование инертного газа для очистки и сушки, при этом температура сушильного газа устанавливается в диапазоне от 1 до 200 °C.

Конический фильтр «два в одном» объединяет производственный процесс полифениленэфирной смолы PPO для фильтрации и промывки, упрощает трубопровод, снижает сложность очистки высокомолекулярных полимеров, повышает чистоту продукта и способствует повышению стабильности его качества; а также обеспечивает рециркуляцию растворителей, катализаторов и других компонентов, а также позволяет экономить энергию и защищать окружающую среду.

Принцип работы конического фильтра «два в одном».

Конус или цилиндр конического фильтра «два в одном» оснащен многослойной диафрагменной пластиной и фильтрующим материалом, расположенными друг над другом, образуя фильтрующее устройство. Внутри размещены мешалка и многоугловой шнек с изменяемым шагом для фильтрации материала. Благодаря перемешиванию, подъему и соскабливанию, а также автоматическому выталкиванию фильтрационного осадка при выгрузке, эта машина может использоваться для вакуумной или напорной фильтрации. В процессе фильтрации скребок в машине непрерывно соскребает фильтрационный осадок с фильтрующей сетки, обеспечивая фильтрацию материала в виде тонкого слоя, что обеспечивает очень высокую степень фильтрации.

Если материал необходимо промыть, суспензию можно сначала отфильтровать и высушить в машине, затем добавить промывочную жидкость, а фильтрат повторно перемешать с помощью скребка, мешалки и экструзионного шнека в машине, после чего суспензию отфильтровать под давлением или вакуумом.

Таким образом, повторная фильтрация суспензии повторяется многократно для тщательной промывки материалов, и, наконец, все фильтрационные осадки выгружаются из машины.

(1) Фильтрация под давлением или вакуумная фильтрация

Полученную в реакционном котле или кристаллизационном оборудовании твердожидкую смесь подавать в резервуар двух комплектов одного оборудования, открывать нижний фильтрационный патрубок и подавать в оборудование сжатый воздух или аммиак для создания давления в прореагировавшей твердожидкостной смеси. Фильтровать до полного выжимания содержимого. Также можно создать вакуум на выходе из фильтрата для вакуумной фильтрации материала до полного его осушения.

При фильтрации полый вал и полая спиральная лента могут вращаться по часовой стрелке (если смотреть сверху), поднимая материал, а полая спиральная лента при вращении ограничивает толщину слоя фильтрационной корки, благодаря чему материал быстро образует тонкий слой. Чрезмерная скорость вращения в условиях образования слоя позволяет увеличить скорость фильтрации. Для легко фильтруемых материалов нет необходимости перемешивать их во время фильтрации, и их можно сразу высушить.

(2) Можно промывать и фильтровать несколько раз

После фильтрации некоторые материалы необходимо промыть несколько раз. После сушки материалов в машине можно добавить промывочную жидкость в верхний загрузочный патрубок, затем фильтровальный осадок равномерно измельчают путем перемешивания с помощью полого вала и полой ленты, повторно перемешивают и сушат материал. Если одной промывки недостаточно, можно промыть несколько раз, и описанные выше шаги можно повторять многократно. Операция удобна, а трудозатраты крайне низки.

Промывка материалов описанным выше методом называется прерывистой промывкой. Поскольку материалы каждый раз отжимаются досуха, а для промывки добавляется моющая жидкость, несмотря на частое открытие и закрытие клапанов во время работы, расход моющей жидкости уменьшается. Машина также может осуществлять непрерывную промывку материала, то есть моющая жидкость непрерывно подается насосом или другими способами, а давление моющей жидкости используется для фильтрации, полые стержни и ленты непрерывно перемешиваются, и фильтрат непрерывно отводится через выходное отверстие. До тех пор, пока не будут удовлетворены требования к промывке, фильтрационный осадок окончательно отжимается досуха. Этот метод непрерывной промывки, как правило, требует больше моющей жидкости, чем прерывистая промывка, но он более удобен в эксплуатации.